計算機組成原理之計算機硬體的構成。

2021-09-01 16:14:27 字數 2252 閱讀 1636

本篇文章適合初學者。

首先,什麼叫計算機?

有處理器的電子裝置,其實都可以叫做計算機。

處理器+記憶體=計算機。(通過通過電子線路連在一起,通上電以後能工作)

計算機結構:

計算機系統分為軟體和硬體。

硬體:指組成計算機的各種裝置實體,是物質基礎。

軟體:泛指各種程式和檔案。

計算機的基本功能主要包括資料加工、資料儲存、資料傳送、資料控制等。

計算機硬體有哪些?計算機到底怎樣工作?

五大功能部件:運算器、控制器、儲存器(快取記憶體、主儲存器、虛擬儲存器)、輸入裝置、輸出裝置。

這些裝置和不見通過匯流排和介面連線在一起,構成一台完整的計算機。

現也有認為五大部分是cpu(運算器和控制器)、儲存器、輸入裝置、輸出裝置、匯流排。

很多輸入輸出裝置不能直接接在匯流排上面,需要通過介面。例如,顯示器不能接在匯流排上面,用顯示卡,網線,不能接在計算機內部的匯流排上面,需要通過網絡卡。

運算器進行加減乘除等算數運算,與、或等邏輯運算。

字長,也就是計算機的位數(64位、32位):計算機算一次最多能算的二進位制的位數。位數越多,精度越高。

32位數想算64位的數,需要算兩次,速度慢。

2.儲存器

儲存器儲存資訊。資訊包括兩類:程式和資料。

在運算之前,把參加運算的資料和解題步驟通過輸入輸出裝置送到儲存器中儲存起來。

不論是資料還是指令,儲存器儲存的全是0

和1表示的二進位制**。

儲存元:儲存乙個二進位制位的觸發器。

儲存單元:若干儲存元構成乙個儲存單元。

儲存器由許多儲存單元構成,每個儲存單元的編號稱為儲存單元位址。

儲存容量:儲存器所有儲存單元的總數。

當我們要描述乙個儲存器容量的時候既要描述它的儲存單元,還要說明每個儲存單元有幾個二進位制數。(一般八位二進位制,乙個位元組)

在表示儲存容量的時候,1kb=2^10b , 1mb=2^20b , 1gb=2^30b。當表示頻寬的時候,1k(bps)=10^3bps , 1m(bps)=10^6bps , 1g(bps)=10^9bps

儲存器也分為外儲存器器和記憶體儲器,這些我們放到以後來具體講。

3.控制器

控制器是計算機中發號施令的部件,向計算機各功能不見提供每個時刻協同執行所需要的控制訊號。

正確分析和執行每條指令:

取指令→分析指令→執行指令→取下一條指令

2.保證指令按照規定序列自動連續地執行。

按照程式編寫的結構自動的執行,什麼時候需要跳轉什麼時候執行哪個指令都可以自動執行。如果用計算器算1+……100需要人一直按,不停干預,而編寫好一段程式之後,計算機就自動執行,不用人干預。

3.對各種異常情況和請求即使響應和處理。

例如,除數是個0,是異常情況。

(1)(控制器)計算程式

運算器只能完成加減乘除四則運算以及一些其他的輔助操作,對於比較複雜的算題,計算機再運算之前必須化成多步簡單的加減乘除等基本操作來做。

每乙個基本操作就叫做一條指令,而解算某一問題的一串指令序列,就叫做該問題的計算程式,簡稱為程式。

例如y=ax+b-c,每一步只完成一種基本操作,所以就是一條指令,而整個解題步驟就是乙個簡單的計算程式。

馮諾依曼體系結構:指令和資料在同乙個儲存區裡面,有資料區和**區。

操作碼就是操作的性質,例如,加減乘除或者取數存數等。位址碼就是操作的位址,表示參加運算的資料應該從儲存器的哪個單元取,運算的結果應該存到哪個資料單元。

由於指令在機器中是以二進位制的的形式存在,就像資料一樣儲存在儲存器中,稱為指令數位化。機器指令時計算機能唯一識別的指令。

通常把取指令的一段時間叫做取指週期,而把執行指令的一段時間一段時間叫做執行週期。控制器反覆交替地處在取指週期和執行週期中。每取出一條指令,控制器的指令計數器就(pc:指令在記憶體中的位址,指向正在取指的指令)加1,從而為取下一條指令做好準備,所以,儲存器中的指令都是順序存放的。

4.介面卡和輸入輸出裝置

計算機的輸入輸出裝置通常稱為外設。

輸入裝置把人們熟悉的某種資訊形式變換為機器內部所能接受和識別的二進位制資訊形式。

輸出裝置把計算機處理的結果變換為人或其他機器所能接收和識別的資訊形式。

外設由於由於和種類多而且速度各不相同,所以他們不是直接地和高速工作的主機相連線,而是通過介面卡不見和主機相連線。

計算機組成原理 計算機硬體的基本組成

計算機這個概念實際上是個邏輯上的概念,只規定了機器的功能,並沒有規定我們要用什麼方法來做這個機器。比如之前的蒸汽計算機 機械計算機等,所以計算機不一定都是電子數字的。計算機硬體的發展 發展階段 時間邏輯元件 速度 次 秒 記憶體外存 第一代1946 1957 電子管幾千 幾萬 汞延遲線 磁鼓 穿孔卡...

計算機硬體組成

首先計算機的出現就是為了代替人力去工作 大前提 計算機的所有組成都是模仿人的某一器官或者是功能去設計的 控制器 是計算機的指揮系統,負責控制所有其他硬體執行的元件 相當於人類的大腦 運算器 負責數 算與邏輯運算 相當於人類大腦 儲存器訪問資料 記憶體 比如記憶體條 基於電訪問資料,斷電資料全部丟失 ...

計算機硬體組成

1.cpu 人體大腦 進行邏輯運算 排程其它裝置工作 大腦指揮腿手臂運動 2.記憶體條 人體臨時記憶 計算計把資料載入到記憶體中,然後和cpu排程工作 你把看到的東西進行臨時的記憶 把計算計的磁碟資料,臨時放在記憶體中處理 3.顯示卡 相當於人的眼睛看到且處理的美麗事物 處理計算機的圖形相關工作 5...